SUPERCONDUCTORES Hernández Camacho Brian Rivas Arzate Chrystian Sáinz Villasana Karla Aurora 1 1 Conductividad eléctrica La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. Depende de la estructura atómica y molecular del material. Así como de otros factores físicos del material, y de la temperatura. 2 ¿Qué es la superconductividad? fenómeno que se produce en algunas sustancias en las que desaparece su resistividad eléctrica cuando la temperatura se reduce por debajo de una temperatura crítica, Tc. Fue descubierta por Heike Kamerlingh Onnes por lo que fue galardonado con el premio Nobel de física en 1913 Resistencia (en W) de una muestra de Hg en función de la3 temperatura (en K). ¿Cómo se explica la superconductividad? Los físicos Bardeen, Cooper y Schrieffer (BCS) descubrieron que si un electrón se mueve por la red, atrae hacia sí a los núcleos iónicos positivos de manera que la región de la red por donde circula el electrón tendrá una densidad de carga positiva mayor que la normal. Otro electrón que pasa por esa zona notará ese exceso de carga positiva y se ve atraído por ella. En conjunto es como si el segundo electrón fuese atraído por el primero: Los dos electrones se conectan para formar un par, llamado par de Cooper. 4 superconductores comportamiento físico material metales cerámicos tipo 1 tipo 2 5 Metales Están comprendidos únicamente en los grupos II,III,IV y V En este grupo también se consideran las aleaciones (niobio-titanio) 6 Cerámicos Son derivados de óxidos de cobre con átomos metálicos y tierras raras. 7 procesos de manufactura Metales Enfriamiento hasta temperatura crítica Cerámicos 1. Preparación de polvos 2. Moldeo 3. Tratamiento térmico 4. El más común es polvo de óxido en tubo. 8 Tipos de superconductores Existen dos tipos de superconductores en función de como se comporta su resistencia eléctrica frente a un campo magnético. Superconductores tipo I: Excluyen completamente a un campo magnético hasta un punto llamado campo crítico, donde se pierde la superconductividad. (metales puros) Superconductores tipo II: Excluyen al campo magnético de forma gradual a partir de un campo crítico inferior, hasta un campo crítico superior. La superconductividad también se pierde forma gradual. (superconductores de alta tempeatura) 9 Comportamiento Físico 10 Efecto Meissner La expulsión del campo magnético se debe a la formación de corrientes superficiales en el superconductor que crean un campo magnético igual y opuesto al del imán. 11 12 13 14 Bibliografía Manufactura, ingeniería y tecnología Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López Editoral Pearson Educación, 2002 http://users.df.uba.ar/giribet/f4/Supercv2.pdf 15